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AH36船舶钢激光焊接热源模拟优化与残余应力仿真分析
1
作者 谌伟 郭嘉兴 殷乐 《吉林大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期140-149,共10页
针对船舶制造过程中激光焊接的热源狭窄且深长,在提高焊接穿透力和焊接率的同时更容易造成热量聚集和残余应力集中的不足,本文以AH36高强钢为研究对象,通过有限元模拟对激光焊接的熔池形状展开研究,选取并定义10种移动热源形式,分别得... 针对船舶制造过程中激光焊接的热源狭窄且深长,在提高焊接穿透力和焊接率的同时更容易造成热量聚集和残余应力集中的不足,本文以AH36高强钢为研究对象,通过有限元模拟对激光焊接的熔池形状展开研究,选取并定义10种移动热源形式,分别得出各个热源模型达到稳定焊接状态时的剖面形状图,并将其与激光焊接实际形成的熔池形状进行对照,优选出最适用于对接接头激光焊接的热源模型。此外,通过热力耦合的方式模拟得到激光焊接对接板的焊接变形和残余应力分布,并与试验所得数据进行对比。结果表明,残余应力的有限元仿真结果与试验结果在数值量级及趋势上吻合较好,可以为后续激光焊接工艺优化和激光焊接结构疲劳评估奠定理论基础。 展开更多
关键词 激光焊接 热源模型 AH36高强钢 残余应力 疲劳评估 熔池形状
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层间混杂层合板的抗低速冲击性能分析
2
作者 邱屿 项久洋 +2 位作者 徐双喜 谌伟 张士陈 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期55-62,共8页
[目的]为有效解决层间混杂复合材料结构在低能量冲击作用下引起的损伤累积甚至失效溃败的问题,[方法]对层间混杂层合板开展低速冲击性能试验研究,探讨不同材料组合层合板的抗冲击性能差异。以玻璃纤维平纹织物、碳纤维平纹织物和Kevlar... [目的]为有效解决层间混杂复合材料结构在低能量冲击作用下引起的损伤累积甚至失效溃败的问题,[方法]对层间混杂层合板开展低速冲击性能试验研究,探讨不同材料组合层合板的抗冲击性能差异。以玻璃纤维平纹织物、碳纤维平纹织物和Kevlar平纹织物为研究对象,分别开展采用这3类平纹织物的单层板的基础力学性能试验,以及采用玻璃纤维-Kevlar、玻璃纤维-碳纤维和碳纤维-Kevlar等3种混合平纹织物的层间混杂层合板的水平低速冲击试验,研究不同混杂形式下层合板的抗低速冲击性能。在此基础上,基于基础力学性能参数,采用LS-DYNA软件对不同混杂类型层合板的抗低速冲击性能进行数值计算,并将计算结果与试验结果相对比,验证数值计算方法的有效性。[结果]结果表明:有限元方法具有较高的计算精度,且能对不同冲击能量下的试样损伤情况进行分析;相比碳纤-Kevlar,玻纤-Kevlar和玻纤-碳纤板的冲击吸收能量分别增加58.5%和36.9%。[结论]研究成果可为同类型层间混杂复合材料结构的抗低速冲击性能研究提供一定参考。 展开更多
关键词 混杂层合板 基础力学试验 低速冲击 LS-DYNA
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基于SVR代理模型与NSGA-Ⅱ算法的新型钛合金复合装甲抗弹性能优化设计
3
作者 张青松 赵冰 +2 位作者 孔祥韶 周沪 吴卫国 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期203-216,共14页
[目的]为缩小传统拼接式复合装甲的破坏范围,提出一种由钛合金(TC4)面板、碳化硅(SiC)陶瓷、高强聚乙烯(UHMWPE)层合板和一体式的TC4格栅及背板组成的新式复合装甲结构,通过结构优化设计增强此装甲结构抗弹性能,实现结构轻量化目标。[方... [目的]为缩小传统拼接式复合装甲的破坏范围,提出一种由钛合金(TC4)面板、碳化硅(SiC)陶瓷、高强聚乙烯(UHMWPE)层合板和一体式的TC4格栅及背板组成的新式复合装甲结构,通过结构优化设计增强此装甲结构抗弹性能,实现结构轻量化目标。[方法]采用数值计算方法对新式复合装甲抗弹性能进行对比研究。首先,建立复合装甲抗弹性能的快速预报代理模型,分析结构参数与弹体剩余速度和面密度之间的相关性分析;然后,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对复合装甲的结构参数进行优化。[结果]结果表明:相比于传统的拼接式复合装甲结果,新式复合装甲结构在一体式TC4格栅和背板的防护下,弹体剩余速度降低了11.7%,破坏范围缩小60.9%且局限于格栅内部,其余区域结构的完整性较好,提高了拼缝处防护薄弱区域的抗弹性能;弹体剩余速度与UHMWPE层合板厚度的相关性最强,与TC4背板厚度的相关性最弱。优化后的结构设计方案如下:SiC陶瓷面板厚度4.25 mm,UHMWPE层合板厚度10.65 mm,TC4背板厚度0.52 mm。优化后的弹体剩余速度和面密度分别降低21.0%和5.3%。[结论]与拼接式复合装甲相比,新式复合装甲结构具有更优异的抗侵彻性能;基于SVR代理模型和NSGA-Ⅱ优化算法对复合装甲进行结构优化设计的方法可行有效;研究结果可为复合装甲结构设计及其优化提供新的理论和实践参考。 展开更多
关键词 复合装甲 抗爆性能 抗弹性能 多目标优化 轻量化 相关性分析 NSGA-Ⅱ算法 代理模型
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冲击载荷下的LNG船Mark Ⅲ型围护系统强度分析和结构优化
4
作者 史望 张媛 +3 位作者 张兆德 郝立猛 杨哲宇 康传印 《船舶与海洋工程》 2026年第1期35-41,共7页
为探究液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船Mark Ⅲ型液舱围护系统的失效模式和冲击响应,基于Abaqus软件建立其局部模型,归纳其在不同失效模式下的应力分布规律和极限载荷。分析该模型在晃荡冲击作用下的动态应力响应,并通过动态... 为探究液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船Mark Ⅲ型液舱围护系统的失效模式和冲击响应,基于Abaqus软件建立其局部模型,归纳其在不同失效模式下的应力分布规律和极限载荷。分析该模型在晃荡冲击作用下的动态应力响应,并通过动态放大系数探究冲击速率与应力峰值的关系。基于Isight优化软件对该模型进行参数分析和以提高静强度为目标的优化研究,梳理不同尺寸参数对模型静强度的影响。在此基础上,结合多岛遗传算法得到优化方案,并对其进行动态模拟试验,结果显示优化后模型的应力峰值在固有频率处的下降幅度达4.5%。该研究可供LNG船Mark Ⅲ型围护系统的优化设计参考。 展开更多
关键词 液化天然气(LNG)船 MarkⅢ型围护系统 安全性评价 结构强度 尺寸优化
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高能量低速冲击下橡胶贴敷GFRP抗冲击性能研究
5
作者 祝熠 梅志远 +1 位作者 李海涛 陶红波 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期150-161,共12页
对橡胶贴敷(rubber-coated,RC)玻璃纤维增强树脂基复合材料(glass fiber-reinforced polymer,GFRP)在高能量低速冲击下的动态响应和损伤模式进行了试验和数值研究。设计并制造了6型不同曲率GFRP层合结构,开展了高能量低速冲击试验,观测... 对橡胶贴敷(rubber-coated,RC)玻璃纤维增强树脂基复合材料(glass fiber-reinforced polymer,GFRP)在高能量低速冲击下的动态响应和损伤模式进行了试验和数值研究。设计并制造了6型不同曲率GFRP层合结构,开展了高能量低速冲击试验,观测冲击过程并进行损伤分析。基于宏观连续损伤力学理论和Ogden超弹性本构构建低速冲击有限元分析模型,冲击力-时程曲线、GFRP损伤模拟与试验结果吻合较好,进而对橡胶作用机理展开探讨分析。结果表明,GFRP/RC-GFRP典型的损伤模式包括凹坑、纤维断裂、基体损伤和分层损伤等;GFRP在冲击能量较小时,分层损伤模式在基体损伤诱导下为阶梯状,集中在冲击区域附近,冲击能量较大时表现为较均匀分布的几道明显裂纹,分层面积随曲率增大而增大;随着结构损伤加剧产生大挠度变形后,GFRP在膜应力作用下可能会出现纤维拉伸断裂;橡胶层具有缓冲吸能和扩大接触作用面积的作用,在冲头作用下出现大变形,改变局部应力状态,使GFRP冲击由局部变形主导转变为整体变形,并消除曲率对初始刚度的影响,显著提高了RC-GFRP损伤阈值。该研究结果为船舶与海洋结构物复合材料设计与应用提供了参考。 展开更多
关键词 橡胶贴敷玻璃纤维增强树脂复合材料(RC-GFRP) 冲击响应 失效模式 高能量低速冲击 层合曲板
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基于改进脉冲−空间叠加法的LNG运输船围护系统晃荡载荷反演及应力监测
6
作者 冯琛涵 李星辉 +1 位作者 袁昱超 唐文勇 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期248-258,共11页
[目的]晃荡载荷是围护系统最重要且最复杂的载荷之一,却由于数值模拟和模型试验的简化不能够被准确地计算或测量。为获得准确的晃荡载荷时程特征以及实现围护系统健康实时监测,采用改进逆脉冲−空间叠加法,通过测量部分结构响应推导出晃... [目的]晃荡载荷是围护系统最重要且最复杂的载荷之一,却由于数值模拟和模型试验的简化不能够被准确地计算或测量。为获得准确的晃荡载荷时程特征以及实现围护系统健康实时监测,采用改进逆脉冲−空间叠加法,通过测量部分结构响应推导出晃荡载荷以及高应力区域(热点)响应。[方法]建立测点位置和晃荡载荷作用位置的反演数学模型,预测多区域载荷;建立晃荡载荷作用位置和热点位置的响应预测数学模型,预测多热点应力。依据杜哈梅积分建立载荷−响应方程,采用Tikhonov正则化方法求解晃荡载荷,根据L曲线法选取目标函数最优正则化参数进而得到晃荡载荷稳定正则解,并对晃荡载荷预测步长展开研究。[结果]晃荡载荷预测精度随载荷复杂度增加而降低,随载荷预测步长减小而增加。所有工况下载荷及热点应力时程曲线与真实值变化趋势一致。通过控制载荷预测步长,能够保证晃荡载荷和热点应力峰值误差分别小于10%和1%。[结论]相较于试验测量和数值模拟的正方法,载荷反演的逆方法为围护系统晃荡载荷获取提供了新思路。改进逆脉冲−空间叠加法成功用于LNG运输船围护系统晃荡载荷反演以及热点应力预测,验证了该方法应用于复合材料组合结构的可行性,可为该方法应用于其他船海结构物提供参考。 展开更多
关键词 薄膜型围护系统 液体晃荡 载荷反演 应力监测 脉冲−空间叠加法 动态载荷 液货舱
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挤压成型铝合金薄板焊接接头疲劳强度研究 被引量：1
7
作者 徐双喜 马甲金 +2 位作者 陈高澎 谌伟 吴轶钢 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第1期47-52,共6页
文中对整体挤压成型带筋薄板T型焊接的温度场和应力场进行了系统的模拟分析,并开展了一系列5083-H116铝合金整体挤压成型带筋薄板T型焊接接头疲劳实验.在此基础上,以焊接变形和残余应力为初始条件,基于热点应力更新了适用于整体挤压成... 文中对整体挤压成型带筋薄板T型焊接的温度场和应力场进行了系统的模拟分析,并开展了一系列5083-H116铝合金整体挤压成型带筋薄板T型焊接接头疲劳实验.在此基础上,以焊接变形和残余应力为初始条件,基于热点应力更新了适用于整体挤压成型带筋薄板T型焊接接头的疲劳等级曲线.与传统焊接接头相比,挤压板焊接接头横向残余应力提高了22.04%,焊接角变形降低了46%.结果表明,焊接变形和残余应力对传统薄板焊接结构的疲劳效应更为敏感. 展开更多
关键词 挤压成型 加筋板 薄板焊接变形 疲劳强度
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金属−复合材料混合连接结构失效行为研究进展
8
作者 刘勇 曹京宜 +4 位作者 蔡伟 方志刚 殷文昌 胡海晓 曹东风 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期185-202,共18页
随着复合材料的大规模应用,复合材料与金属结构的组合使用在工程中变得日益普遍,这对其接头设计提出了新的要求。分析了金属−复合材料混合结构螺栓连接强度和失效分析的研究现状,探讨了接头形式、配合间隙、几何参数、复合材料铺层设计... 随着复合材料的大规模应用,复合材料与金属结构的组合使用在工程中变得日益普遍,这对其接头设计提出了新的要求。分析了金属−复合材料混合结构螺栓连接强度和失效分析的研究现状,探讨了接头形式、配合间隙、几何参数、复合材料铺层设计、螺栓预紧力和服役环境等因素对混合连接结构力学性能和失效模式的影响规律,并详细讨论了温度与机械载荷共同作用下的失效机制。此外,还总结了金属−夹芯复合材料连接结构失效行为的相关研究。研究表明,目前发展的实验方法和数值模型可用于辅助金属−复合材料螺栓连接接头的设计,推动复合材料在舰船工程结构中的应用。 展开更多
关键词 复合材料 混合连接结构 力学性能 失效模式 实验 数值分析
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爆炸载荷下双向梯度负泊松比内芯结构防爆门性能分析
9
作者 陈清华 王兴田 +1 位作者 吕可 李保坤 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第10期56-66,共11页
为提高环境实验舱防爆门抗爆炸冲击性能和吸能特性,基于仿生拉胀内凹负泊松比结构,设计具有双向功能梯度内芯结构的防爆门。运用ABAQUS软件综合分析不同梯度芯层对冲击载荷下防爆门的压溃模式和能量吸收特性的影响,着重探讨不同爆炸载... 为提高环境实验舱防爆门抗爆炸冲击性能和吸能特性,基于仿生拉胀内凹负泊松比结构,设计具有双向功能梯度内芯结构的防爆门。运用ABAQUS软件综合分析不同梯度芯层对冲击载荷下防爆门的压溃模式和能量吸收特性的影响,着重探讨不同爆炸载荷下前后面板挠度和芯层能量吸收情况,并通过实验对仿真数据进行验证。研究结果表明:较于传统防爆门结构,改进后的防爆门后面板最大应力值降低约13.45%,防爆门结构比吸能提升27.08%。研究结果可为高抗爆防护结构的设计优化、轻量化防爆装备开发、多功能梯度材料在冲击防护领域的应用提供数据支撑与理论参考,并为航天、军工、车辆电池舱等领域的特种防爆门结构创新提供新的设计思路与工程解决方案。 展开更多
关键词 爆炸冲击载荷 环境实验舱 双向功能梯度 冲击波 负泊松比结构
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含初始变形薄板焊接结构应力放大和疲劳评估
10
作者 谌伟 彭靓 +1 位作者 吴冠宇 邱屿 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期84-90,共7页
针对薄板焊接接头在焊接过程中容易产生多种焊接变形,引起额外的应力集中效应,从而降低焊接结构的疲劳性能的问题,考虑到薄板焊接结构焊接初始变形的影响,修正并改进了焊接拐角处的应力放大系数计算公式,并利用本文公式评估了薄板铝合... 针对薄板焊接接头在焊接过程中容易产生多种焊接变形,引起额外的应力集中效应,从而降低焊接结构的疲劳性能的问题,考虑到薄板焊接结构焊接初始变形的影响,修正并改进了焊接拐角处的应力放大系数计算公式,并利用本文公式评估了薄板铝合金焊接接头的疲劳强度.通过5083铝合金薄板焊接结构的疲劳试验,获取对接焊接接头在不同拉伸载荷下的寿命数据,将实际焊接接头试件有限元结果与公式进行对比,同时与其他理论公式进行误差对比.结果表明:基于本文公式的切口应力法,可用于薄板焊接结构的应力放大系数修正和疲劳强度评估,与有限元计算结果对比,改进公式的误差和标准差分别为1.31%和0.55,具有良好的评估效果,确立了其在评估5083铝合金薄板焊接接头中的准确性与适用性. 展开更多
关键词 对接焊接接头 应力放大系数 焊接变形 疲劳评估 切口应力法
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改进型体心立方结构准静态压缩下变形规律及吸能特性分析
11
作者 谷涛 陈威 +2 位作者 李谱 施锐 李晓彬 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第6期218-226,共9页
[目的]为提高轻量化点阵结构的力学性能,基于多构型组合设计方法设计一种改进型体心立方(BCC)点阵结构(BCCZ)。[方法]通过压缩试验,对比分析准静态压缩载荷下BCCZ与BCC点阵结构的力学性能和吸能特性;进一步采用数值仿真方法分析不同径... [目的]为提高轻量化点阵结构的力学性能,基于多构型组合设计方法设计一种改进型体心立方(BCC)点阵结构(BCCZ)。[方法]通过压缩试验,对比分析准静态压缩载荷下BCCZ与BCC点阵结构的力学性能和吸能特性;进一步采用数值仿真方法分析不同径长比下BCC与BCCZ点阵结构的力学性能及吸能特性,并采用数值仿真与试验相结合的方法对其力学性能进行研究,探究径长比对点阵结构压缩性能的影响。[结果]结果显示,随着径长比的提高,2种点阵结构的弹性模量、抗压强度和比吸能均有所提高,且BCCZ点阵结构在这3个方面的性能均优于BCC点阵结构;BCCZ点阵结构的抗压强度大于BCC点阵结构,且提高率均大于100%,但BCCZ抗压强度的提高率整体上有下降趋势,而比吸能的提高效率则越发明显。[结论]相关研究成果有助于船舶新型吸能防护结构设计。 展开更多
关键词 点阵结构 压缩性能 能量吸收 比吸能 抗压强度
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船用防护板架抗冲击试验及数值仿真研究
12
作者 路越 纵帅 +1 位作者 刘昆 王自力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第23期213-221,238,共10页
在严苛的海洋环境作用下,船体结构不可避免面临冲击磨损与腐蚀破坏等问题,加装防护板架是提升舰船结构安全性的重要手段。该研究针对船舶甲板防护需求,设计了超高分子量聚乙烯和玻璃纤维这两种不同型式的船用防护板,通过落锤冲击试验与... 在严苛的海洋环境作用下,船体结构不可避免面临冲击磨损与腐蚀破坏等问题,加装防护板架是提升舰船结构安全性的重要手段。该研究针对船舶甲板防护需求,设计了超高分子量聚乙烯和玻璃纤维这两种不同型式的船用防护板,通过落锤冲击试验与数值仿真方法对比分析了不同材料防护结构的抗冲击性能,并开展参数化研究探讨了材料密度、摩擦因数以及撞击速度对复合板架动态力学性能的影响。研究结果表明,超高分子量聚乙烯防护板兼具高比强度与优异能量吸收特性,在有效保护船体构件的同时可实现自身完整性防护,研究成果可为舰船抗冲击防护结构设计提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 板架防护结构 复合材料 落锤冲击试验 数值仿真
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负泊松比夹层板声振特性试验
13
作者 王献忠 居啸天 +2 位作者 万沪川 高邦正 夏瑀 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期124-131,204,共9页
为研究芯层为具有负泊松比特性的复合材料夹层板类结构的声振特性,提出了一种可靠的数值仿真方法,笔者运用模型试验对比数值计算的方式对其声振特性进行研究。首先,对碳/玻混杂纤维面板进行模态测试,结合多层次修正技术得到较为准确的... 为研究芯层为具有负泊松比特性的复合材料夹层板类结构的声振特性,提出了一种可靠的数值仿真方法,笔者运用模型试验对比数值计算的方式对其声振特性进行研究。首先,对碳/玻混杂纤维面板进行模态测试,结合多层次修正技术得到较为准确的面板材料参数;其次,对芯层填充橡胶进行试样单轴压缩试验,得到橡胶在Mooney-Rivilin本构模型下的相关参数;最后,对复合材料夹层板进行空气(水)中强迫振动和水中声辐射试验,得到振动加速度级和辐射声压级的响应。试验与数值仿真结果吻合良好,验证了提出的数值模型的合理性和计算方法的可靠性,为此类复合材料夹层结构的声振特性研究和预报提供了一种可靠的数值仿真方法。 展开更多
关键词 负泊松比 复合材料夹层板 模型试验 振动 声辐射
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薄膜型围护系统强度评估方法
14
作者 冯琛涵 王知谦 +1 位作者 袁昱超 唐文勇 《船舶工程》 北大核心 2025年第5期21-31,111,共12页
[目的]为了准确评估薄膜型围护系统的结构强度,提出一套完整的、易操作的薄膜型围护系统强度评估方法。[方法]以MarkⅢ薄膜型围护系统为研究对象,参考美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、法国船级社(BV)和英国劳氏船级社(LR)等4家船级... [目的]为了准确评估薄膜型围护系统的结构强度,提出一套完整的、易操作的薄膜型围护系统强度评估方法。[方法]以MarkⅢ薄膜型围护系统为研究对象,参考美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、法国船级社(BV)和英国劳氏船级社(LR)等4家船级社规范,对围护系统进行合理简化,建立主屏壁与绝缘层耦合的三维有限元模型;对比大范围与小范围有限元模型的应力和变形计算结果,验证单节点模型的可靠性;根据《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》对围护系统可能受到的载荷进行总结和评估,得到全面的加载工况,分构件、分方向对围护系统进行强度评估。[结果]研究表明:最危险的评估工况为降温冷却、压载航行和碰撞;温度和压力对围护系统响应的影响远大于其他载荷;主屏壁受载发生局部应力集中会使胶合板的最大应力出现在主绝缘层内,并非次绝缘层底部。[结论]研究成果可供新型薄膜型围护系统的强度评估参考。 展开更多
关键词 MarkⅢ薄膜型围护系统 规范对比 一体化耦合 评估方法
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过载保载对金属材料疲劳裂纹扩展速率影响研究 被引量：5
15
作者 王珂 王哲 +1 位作者 王芳 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期895-906,共12页
文章基于载荷次序效应产生影响的原因和相关预报模型,提出了考虑单峰过载和保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率预报模型。在文中提出的考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的基础上,对几种金属材料在单峰过载、多峰过载、过载与保... 文章基于载荷次序效应产生影响的原因和相关预报模型,提出了考虑单峰过载和保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率预报模型。在文中提出的考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的基础上,对几种金属材料在单峰过载、多峰过载、过载与保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率进行了预报研究,并将预报结果与相应试验结果进行了比较,对考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的适用性进行了验证。 展开更多
关键词 载荷次序 裂纹扩展率 过载保载 潜水器
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缺陷圆柱壳体外压屈曲的仿真分析 被引量：10
16
作者 同志学 郑飞 解妙霞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期64-69,共6页
基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几... 基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几何缺陷的模型,利用有限元仿真分析的非线性稳定算法和弧长法进行非线性屈曲分析。最后设计圆柱壳体静压屈曲实验,得出了临界屈曲载荷。将非线性屈曲分析结果与实验结果、承压结构工程分析方法计算结果作对比分析,结果表明:弧长法与非线性稳定算法相比,预测精度更高;承压结构工程分析方法求出的结果非常保守,临界屈曲载荷远低于实验结果;第1阶模态缺陷不是对圆柱壳体承压能力最不利的初始缺陷,最不利初始缺陷的模态阶数一般为低阶;模型的初始缺陷幅值大小对临界屈曲压力有较大的影响,但对最不利初始缺陷的模态阶数没有影响。2种初始缺陷构造方法都是可行的,但低阶多模态组合缺陷模型具有更精准的预测精度,误差约为3.55%。 展开更多
关键词 圆柱壳体 初始缺陷 模态缺陷法 有限元 非线性稳定算法 弧长法
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舰船桅杆夹层结构稳定性数值分析和试验 被引量：2
17
作者 杨娜娜 王耀辉 +1 位作者 王伟 姚熊亮 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期63-67,共5页
通过探索舰船桅杆夹层结构在海洋环境中的力学特性,得到了结构在轴向载荷下的极限强度和破坏模式,其中复合层板结构的材料失效准则采用Tsai-Wu准则,建立计及材料非线性与几何非线性的夹层结构的力学模型.研究结果表明:夹层结构在轴向载... 通过探索舰船桅杆夹层结构在海洋环境中的力学特性,得到了结构在轴向载荷下的极限强度和破坏模式,其中复合层板结构的材料失效准则采用Tsai-Wu准则,建立计及材料非线性与几何非线性的夹层结构的力学模型.研究结果表明:夹层结构在轴向载荷作用下的失效模式以结构的整体失稳和局部分层失稳为主;在夹层结构数值分析中,首层失效和最终失效得到的临界失稳载荷差距很小,工程上可以简化分析,不考虑材料失效;船用夹层结构的极限承载力计算方法可以为复合材料结构的舰船应用提供基础性技术支撑和工程化判据. 展开更多
关键词 船舶结构 夹层结构 极限强度 渐进损伤分析 实验研究
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无限大正交加筋层合板的隔声性能分析 被引量：4
18
作者 庞福振 陈林 +1 位作者 缪旭弘 姚熊亮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1090-1096,共7页
基于经典层合板理论,计及加强筋弯曲及扭转运动影响,建立无限大正交加筋层合板传声损失的理论模型.采用空间谐波展开和虚功原理的方法,推导出正交加筋层合板的传声损失计算公式,并将计算结果与简化模型和板梁组合模型的计算结果进行对比... 基于经典层合板理论,计及加强筋弯曲及扭转运动影响,建立无限大正交加筋层合板传声损失的理论模型.采用空间谐波展开和虚功原理的方法,推导出正交加筋层合板的传声损失计算公式,并将计算结果与简化模型和板梁组合模型的计算结果进行对比,结果吻合良好,验证了所建模型的有效性及广适性.最后,数值分析了层合板铺设方式、铺设角度、刚度、材料损耗因子和加筋间距等参数对结构隔声性能的影响. 展开更多
关键词 经典层合板理论 正交加筋层合板 隔声
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玄武岩纤维复合材料舰船船体结构性能分析 被引量：6
19
作者 钟晨 唐文勇 +2 位作者 贺远松 杨磊 曹明法 《舰船科学技术》 北大核心 2007年第6期139-143,共5页
玄武岩纤维复合材料在耐高温、耐酸碱、介电等性能方面有一定的优势,且价格低廉。采用有限元方法,分别针对玄武岩纤维复合材料和玻璃纤维增强复合材料建造的典型舰体舱段,计算不同载荷下的结构力学性能。比较了不同载荷时舰体舱段总体... 玄武岩纤维复合材料在耐高温、耐酸碱、介电等性能方面有一定的优势,且价格低廉。采用有限元方法,分别针对玄武岩纤维复合材料和玻璃纤维增强复合材料建造的典型舰体舱段,计算不同载荷下的结构力学性能。比较了不同载荷时舰体舱段总体变形及局部关键位置的变形大小及应力水平。结果表明,玄武岩纤维复合材料应用于舰船结构制造,将能提高船体强度、降低制造成本,为舰船结构选用玄武岩纤维复合材料建造提供了参考依据。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 复合材料 船体结构
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深海作业用非金属铠装脐带缆设计及性能验证
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作者 张修占 沈慈来 +3 位作者 黄朝俊 周杰 余泽坤 袁振钦 《船海工程》 北大核心 2025年第6期17-21,27,共6页
针对传统金属铠装脐带缆在超深水环境中因重量过大而导致作业能力受限的问题,研发一种以芳纶纤维为核心铠装增强材料的非金属铠装脐带缆。该新型脐带缆通过材料创新与结构优化,具备超长连续生产能力和高强度性能,在满足470 kN安全工作... 针对传统金属铠装脐带缆在超深水环境中因重量过大而导致作业能力受限的问题,研发一种以芳纶纤维为核心铠装增强材料的非金属铠装脐带缆。该新型脐带缆通过材料创新与结构优化,具备超长连续生产能力和高强度性能,在满足470 kN安全工作载荷的前提下,实现了1400 kN的最小破断力,并显著降低了整体自重。在动态性能方面,其优异的耐反复收放疲劳特性能够满足长期海上作业需求;在传输性能方面,工作电压达6.6 kV,传输功率可达500 kW,可为水下设备提供高效电力与信号支持。针对6000 m超深水环境下的高压、低温及强腐蚀等严苛条件,系统分析脐带缆的设计要求,完成缆芯结构布局、耐海水材料选型及关键功能单元的设计与制造。通过室内综合性能测试及深水海试,结果表明,该脐带缆在可靠性与适用性方面均能满足超深水工程需求。 展开更多
关键词 非金属铠装 脐带缆 超深水 大功率 高强度 耐疲劳 海试
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